JPH02119309A - 発振回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、一対のトランジスタのエミッタ間をコンデン
サで結合した発振回路（いわゆるエミッタ結合形マルチ
バイブレーク）に関し、例えばＰＬｌ−回路の電圧制御
形発振器（ＶＣＯ）等に用いて好適な発振回路に関する
。

Ｂ１発明の概要 本発明は、一対のトランジスタのエミッタ間をコンデン
サで結合した発振回路（いわゆるエミ。

夕結合形マルチパイプレーク）において、上記コンデン
サを充放電する電流源を固定電流源と可変電流源とで構
成して、発振周波数の中心周波数と、制御電圧に応じた
発振周波数の変化特性とを適宜設定できるようにしたも
のである。

Ｃ１従来の技術 従来、一対のトランジスタのエミッタ間をコンデンサで
結合した発振回路、いわゆるエミッタ結合形マルチバイ
ブレークが、例えばＰＬＬ回路の電圧制御形発振器（Ｖ
ＣＯ）等に用いられている。

すなわち、このような発振回路は、制御特性がリニアで
あるとともに、回路構成が筒車でＩｃ化が容易である等
の特長を有するからである。

上記発振回路を第４図を参照しながら説明する。

上記第４図において、トランジスタＱ１とトランジスタ
Ｑ２とが次のように接続されてマルチバイブレークを構
成している。すなわち、上記トランジスタＱ１のコレク
タがトランジスタＱ、を介して上記トランジスタＱ２の
ベースに接続され、また、上記トランジスタＱ２のコレ
クタがトランジスタＱ４を介して上記トランジスタＱ１
のベースに接続されている。−Ｆ記各トランジスタＱ、
、Ｑ。

のエミッタどうしは、コンデンサＣを介して接続されて
いる。また、これらトランジスタＱ、Ｑ！のエミッタは
、各トランジスタＱ、、Ｑ、と各抵抗Ｒ，，Ｒ，との直
列接続回路にて構成される電流源４０を介してそれぞれ
接地されている。さらに、この発振回路では、上記トラ
ンジスタＱ、、Ｑ、の各コレクタがそれぞれ抵抗Ｒ，，
Ｒ，を介して電源端子ＶＣＣに接続され、また、各ベー
スがそれぞれ定電流ＦＡＡ、Ｂに接続されている。

上記構成の発振回路は次のように動作する。すなわち、
上記トランジスタＱ１がオンで上記トランジスタＱ２が
オフの場合、上記電源端子ＶＣＣからの電流■は、上記
抵抗Ｒｉ、上記トランジスタＱ１．上記コンデンサＣ９
上記トランジスタＱ６．上記抵抗Ｒ２の経路を介して接
地に流れる。この電流１による上記コンデンサＣの充電
にともない上記トランジスタＱ２のエミッタ電位は減少
する。

そして、このトランジスタＱ２のエミッタ電位がベース
電位よりも低い所定電位まで低下すると上記トランジス
タＱ２が順方向バイアス状態となるのでベース電流が流
れるようになり、上記トランジスタＱ２がオンで上記ト
ランジスタＱ１がオフとなる。このときには、上記電源
端子ＶＣＣからの電流Ｉかいままでとは逆方向、すなわ
ち上記抵抗Ｒ４上記トランジスタＱ２．上記コンデンサ
Ｃ１上記トランジスタＱｓ、上記抵抗Ｒ３の経路を介し
て接地に流れるので、上記コンデンサＣが逆充電される
。それにともない上記トランジスタＱ、のエミッタ電位
が減少し、その電位がベース電位よりも低い所定電位ま
で低下すると上記トランジスタＱ、が順方向バイアス状
態となるのでベース電流が流れるようになり、再び上記
トランジスタＱ。

がオンして上記トランジスタＱ２がオフする。以後この
動作を繰り返す。

このような発振回路において、上記電２＃Ｌ源４０を構
成する各トランジスタＱｓ、Ｑｈのベースには端子４１
が共通接続されており、この端子４１を介して上記各ト
ランジスタＱ、、Ｑ、のベースに与えられる制御電圧に
応じて発振周波数ｒが変化するようになっている。すな
わち、この発振回路の発振周波数ｒは上記コンデンサＣ
を充放電する電流１により定まるので、上記制御電圧に
よる上記各トランジスタＱｓ、Ｑ−のベース電位の変化
に応じて上記電流源４０に流れ込む電流Ｉにより、上記
発振周波数ｆが、 ｆ＝ＫＩ　　　（Ｋは比例定数） となる。したがって、この発振回路を例えばＰＬＬ回路
の■ＣＯとして用いた場合には、上記端子４１に位相比
較器からの制御電圧が供給され、この制御電圧に応した
発振周波数ｆの出力信号が形成される。

Ｄ１発明が解決しようとする課題 ところが、このような発振回路において上述のような構
成の電２１ｉ源４０を用いた場合には２．所定の制御電
圧■。に対応した発振周波数「が所望の中心周波数「。

となるようにすると、上記制御電圧に応した電流１の変
化を急峻にしなければならないので、第２図に破線Ｙに
て示すこの発振回路の制御電圧に対する発振周波数特性
のように、上記制御電圧に応じた発振周波数ｆの変化が
急なものになってしまう。これでは上記制御′Ｊ５電圧
の僅かな変化で上記発振周波数ｆが中心周波数ｆ０から
大きく変化するので、例えば上記発振回路をＰＬＬ回路
の■ＣＯとして用いた場合にロックがはずれやすいくな
ってしまうという欠点を生しる。

さらに、上述した理由により、上記制御電圧に応じた上
記電流（の変化範囲も広くなるので、発振周波数ｆが上
記制御電圧に応じて広い範囲で変化するために、例えば
上記発振回路をＰＬＬ回路のＶＣＯとして用いた場合に
発振周波数ｆを所定の中心周波数ｒ。に引き込み難くな
ってしまうという欠点を生じる。

このような欠点を防ぐために、例えば上記端子４１にダ
イオード等で構成されたクランプ回路を接続して上記制
御電圧の範囲を制限することにより上記発振周波数ｆの
変化範囲を制限すること等が考えられるが、このように
クランプ回路を接続すると上記クランプ回路が位相比較
器の負荷となるために位相誤差の増加を招くので良好な
解決方法とはならない。

そこで、本発明は、上述の如き実情に鑑みて提案された
ものであり、発振周波数の中心周波数と、制御■電圧に
応した発振周波数の変化特性とを適宜設定できるように
した新規な構成の発振回路の提供を目的としている。

Ｅ６　課題を解決するための手段 本発明に係る発振回路は、上述の目的を達成するために
、第１．第２のトランジスタ間でそれぞれのコレクタと
ベースとを互いに接続するとともにエミッタどうしをコ
ンデンサを介して接続し、上記第１．第２のトランジス
タの各エミッタを電流源に接続し”ζなり、上記コンデ
ンサを上記電流源により充放電することにより出力信号
を形成する発振回路において、上記電流源が、上記コン
デンサを定電流で充放電する固定型′疏源と、上記固定
電流源と並列に接続され制御電圧に応してＬ記コンデン
サの充放電電流を可変する可変型／Ｉ！ｉ源とからなる
ものである。

Ｆ１作用 本発明に係る発振回路では、並列接続された固定電流源
と可変電流源とで電流源が構成され、上記固定電流源に
は定電流ｌ、が流れ、上記可変電流源には発振周波数ｒ
を制御するための制御電圧に応した可変量？Ｉ　Ｉ　ｖ
が流れる。そして、コンデンサがこれら定電流１．と可
変電流Ｉ、との和の電流（＋＝＋ｓ＋＋ｖ〕で充放電さ
れ、発振周波数ｆが上記電流１に応じて、 ｆ＝ＫＩ＝Ｋ　（Ｌ　＋Ｉｖ　）　　　（Ｋは比例定数
）となる。

このような発振回路では、上記可変電流源に流れる可変
量’／Ｒｌ　ｖが上記コンデンサを充放電する電流Ｉの
変化分となるために、上記可変電流源により上記制御電
圧に応した発振周波数ｆの変化特性を定めることができ
る。また、上記固定電ｈｓに流れる定電流１．が上記電
流Ｉの定常分となるために、上記可変電流ｌｖによる電
流Ｉの変化分が所望の中心周波数ｆ０に対応したものと
なるように、上記固定電流源により発振周波数ｆの下限
を定めることができる。

Ｇ、実施例 以下、本発明を上述の第４図を用いて説明した発振回路
に適用した実施例について図面を参照しながら説明する
。なお、後述する第１図および第３図に示す発振回路に
おいて、上記第４図を用いて説明した発振回路と同様に
構成された各回路素子については上記第４図と同一の符
号をそれぞれ付してその詳細な説明を省略する。

第１回に示す発振回路（いわゆるエミッタ結合形マルチ
バイブレーク）は、固定電ｆＮＪＤ　１０と、この固定
電流源１０に並列に接続された可変電流源２０とで電流
源が構成されている。

上記固定ｉｆｉ流源ＩＯは、マルチバイブレークを構成
するトランジスタＱ、、Ｑ２の各エミッタと接地との間
にそれぞれ接続されたトランシタＱ７Ｑ８と抵抗Ｒ，，
Ｒ，との直列接続回路で構成されており、端子１１を介
して上記各トランジスタＱ、、Ｑ、のベースに与えられ
る電圧に応した定電流！、がそれぞれ上記直列接続回路
を介して流れるようになっている。

また、上記可変電流ａ２０は、上記トランジスタＱ、、
Ｑ、の各エミッタと接地との間にそれぞれ１妾続された
トランシタＱ、、Ｑ、。と抵ｔｊｕ１７．Ｒａ　との直
列接続回路で構成されており、端子２１を介して上記各
トランジスタＱ９．Ｑ、。のベースに与えられる制御電
圧に応じて変化する可変電流１ｖがそれぞれ上記直列接
続回路を介して流れるようになっている。なお、例えば
この発振回路をＰＬＬ回路のｖＣＯに用いるとすれば、
上記制御電圧は位相比較器から供給されるものである。

これら固定電流源１０を流れる定電流！、と上記可変電
流源２０を流れる可変電流１ｖとの和の電流（１−＋ｓ
＋ＩＶ）でコンデンサＣが充放電され、この発振回路は
上記電流１に応じた発振周波数［＝ＫＩ＝Ｋ　（１，＋
Ｉｖ　））（Ｋは比例定数）で発振する。

このような発振回路において、上記可変電流■９は、上
記コンデンサＣを充放電する電流Ｉの変化分の電流とな
る。したがって、上記可変電流源２０の各トランジスタ
Ｑ、、Ｑ、。のベースに与えられる制御電圧に応じた上
記可変電流ｌｖの変化特性を適宜設定することにより、
上記制御電圧に応じた上記発振周波数ｆの変化特性を所
望のものにすることができる。

また、上記定電流Ｉ、は、上記コンデンサＣを充放電す
る電流１の定常分の電流となる。したがって、上記固定
電流源１０の各トランジスタＱ、。

Ｑ、のベースに与えられる電圧により上記固定電流源１
０に流れる定電流！、を適宜設定することによって、上
記可変電流■９による上記電流！の変化分が所望の中心
周波数ｆ０に対応して設定されるように上記発振周波数
ｒの下限を定めることができる。

したがって、この発振回路は、第２図に実線Ｘにて示す
この発振回路の制御電圧に対する発振周波数特性のよう
に、所定の制御電圧ｖ０に対応した発振周波数ｒが所望
の中心周波数ｆ、となるとともに、制御電圧に応じてな
だらかに発振周波数ｆが変化するようにできる。なお、
上記第２図において発振周波数ｒ　５ｉ１１は、上記可
変電流源２０の各トランジスタＱ、、Ｑ、、がオフする
電圧ｖ、、７まで上記制御電圧が低下して上記可変電流
１ｖが流れなくなったときのものである。すなわち、こ
のときには、上記固定電流源１０を流れる上記定電流１
．のみで上記コンデンサＣが充放電されるので、上記定
電流１．が上記コンデンサＣを充放電する最小電流１１
１１１１１となるために、この最小電流１ｍ、７に応じ
た発振周波数ｒ　ｍｉｓが上記発振周波数ｆの下限とな
る。

このように、上記固定電流源１０と上記可変電流源２０
とで電流源を構成することによって、本発明に係る発振
回路は、発振周波数ｆの中心周波数１゜と、制御電圧に
応じた発振周波数ｆの変化特性とを適宜設定することが
できる。このため、上記制御電圧に応じた上記可変電流
１ｖの変化量を少なくすることによって、上記制御電圧
の変化量に対して上記コンデンサＣを充放電する電流■
の変化量を上述の従来のものより少なくし、上記制御電
圧に応じた発振周波数ｒの変化をなだらかなものにする
ことができる。したがって、この発振回路を例えばＰＬ
Ｌ回路のｖＣＯとして用いれば、上記制御電圧の僅かな
変化で発振周波数ｒが所定の中心周波数ｆ、から大きく
変化することがないので、ロックがはずれる虞れがなく
、また、上記制御電圧に応じた発振周波数ｆの変化範囲
を狭めることもできるので、上記発振周波数ｆを所定の
中心周波数ｆ０に容易に引き込むことができる。

第３図に示す発振回路（いわゆるエミッタ結合形マルチ
バイブレーク）は、固定電流源ｌｏを上記第１図を用い
て説明した発振回路のものと同様に構成し、この固定電
流源１０と並列に接続された可変″Ｆｆ　２ｉｔｇ　３
０を次のように構成したものである。

すなわち、上記発振回路において、上記可変電流ｇ３ｏ
は、各トランジスタＱ　＋　＋　＊　　Ｑ　＋　ｚと各
抵抗Ｒ９，Ｒ１゜とで構成される一方の差動増幅器がそ
の電流源となるトランジスタＱ　＋　３と抵抗Ｒ１，と
を介して接地されているとともに、各トランジスタＱＩ
４、Ｑ　＋　ｓと各抵抗Ｒ１ｔ、Ｒ１３とで構成される
他方の差動増幅器がその電流源となるトランジスタＱｌ
ｉと抵抗Ｆ？＋ｎとを介して接地されている。そして、
マルチバイブレークを構成するトランジスタＱ、、Ｑ、
の各エミッタに上記各トランジスタＱ。

Ｑ　＋　ａが接続されるとともに、上記各トランジスタ
Ｑ　＋　ｚ　＋　Ｑ　＋　ｓに電′ＩＱ端子ＶＣＣから
電源が供給される。

上記各トランジスタＱ　＋　＋　＋　Ｑ　＋　４のベー
スには、端子３１から所定のバイアス電圧が与えられる
。上記各トランジスタＱ　１　ｚ　、　Ｑ　＋　ｓのベ
ースには、端子３２から制御電圧が与えられる。また、
上記各トランジスタＱ　＋　ｓ　＋　Ｑ　＋　ｂのベー
スには、これらトランジスタＱＩｉＱ１６と上記各抵抗
ＲＩＩ＋　　ＲＩ４とを介して接地に流れる電流を定め
る所定の電圧が端子３３から与えられる。

上記構成の発振回路においては、上記端子３３に与えら
れる制御電圧に応じて可変される可変電流１ｖがコンデ
ンサＣから上記トランジスタＱＱ１４に流れる。上記制
御電圧に応じたこの可変電流Ｉ、の変化特性は、上記各
抵抗Ｒ，，Ｒ，。。

Ｒ＋ｔ＊　　Ｒ＋ｖに応じて所定のものに定めることが
できる。また、上記可変電流源３０に流れる最大可変電
流１ｖ＊ｉｘば、上記ｉ・ランジスタＱ　Ｉｓ　＋　Ｑ
　＋　ｈを介して流れる電流と等しくなるので、上記端
子３３に与えられる電圧により設定される。上述のよう
に上記可変電流Ｉ、と上記定電流■、の和がコンデンサ
Ｃを充放電する電［１となるから、上記可変電流１ｖが
最大可変電流１ｖｔ＊ａｗのときの電流Ｉが上記コンデ
ンサＣを充放電する最大電流Ｉ　ｍ＆Ｍとなる。この最
大型ｉ１゜８に応した発振周波数（ｆ、、、　＝Ｋ　（
Ｉｓ　＋　Ｉｖ　＠ｍＫ　）　）　　（Ｋは比例定数）
がこの発振回路の発振周波数ｒの上限となる。また、上
記発振周波数１の下限は、と述の第１図を用いて説明し
た発振回路と同様に固定電流源１０に流れる定電流１ｓ
と等しい最小電流１１、、に応した発振周波数Ｃｆ、ｉ
ｌ、＝Ｋ　ｌ！　）になる。

このように、この発振回路では、上記端子３３を介して
上記トランジスタＱ　＋３１　　Ｑ１６に供給される電
圧により上記可変電流＃３０を流れる最大可変電流ＩＶ
ｍ□を定めることができるようにしたので、上記コンデ
ンサＣを充放電する電流Ｉの上限を適宜設定することが
できる。このため、発振周波数「が上記制御電圧に応し
て所定の範囲内で変化するようにすることができ、この
発振回路を例えばＰＬＬ回路のＶＣＯとして用いた場合
にはフリーランのときにも発振周波数ｒを上記範囲内に
することが可能である。

以上説明した各発振回路において、上記コンデンサＣを
充放電する電１ＪｔＩは上記制御電圧に応じてリニアに
変化するので、制御特性は良好なものとなる。また、こ
れら各発振回路は、簡単な回路構成を有するのでＩＣ化
も容易である。

Ｈ、発明の効果 本発明に係る発振回路では、並列接続された固定電流源
と可変電流源とで電流源が構成され、上記固定電流源に
は定電流Ｉ、が流れ、上記可変電流源には発振周波数１
を制御するための制御電圧に応じた可変電流１ｖが流れ
る。そして、コンデンサがこれら定電流■、と可変電流
１．との和の電流（１＝１．＋ｌｖ　〕で充放電され、
発振周波数ｆが上記１ｉｌｉ、流■に応して、 ｆ＝ＫＩ＝Ｋ　（Ｉｓ　＋Ｉｖ　）　　　（Ｋは比例定
数）となる。

このような発振回路では、上記可変電流源に流れる可変
電流１ｖが上記コンデンサを充放電する電流１の変化分
となるので、上記可変電流源により上記制御電圧に応し
た発振周波数１の変化特性を定めることができる。また
、上記固定電流源に流れる定電’ｌ＆　Ｉ　ｓが上記電
流Ｉの定常分となるので、上記可変電流Ｉ、による電流
１の変化分が所望の中心周波数ｒ０に対応したものとな
るように上記固定電流源により発振周波数ｒの下限を定
めることができる。

したがって、本発明に係る発振回路は、発振周波数ｆの
中心周波数「。と、制御電圧に応した発振周波数「の変
化特性とを適宜設定することができる。よって、このよ
うな発振回路は、広い発振レンジと制御電圧に対する低
い感度を有するので、ＰＬＬ回路のＶＣＯ等として良好
なものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２図は上記
実施例と従来の発振回路との制御電圧に対する発振周波
数特性を比較して示すグラフ、第３図は本発明の他の実
施例を示す回路図である。 第４図は従来の発振回路（いわゆるエミンタ結合形マル
チハイブレーク）を示す回路図である。 固定電流源 ３０・・・可変電流源 ３２・・・制御電圧が供給される端子 Ｑ２　・・・マルチハイブレークを構成するトランジス
タ ・コンデンサ ・コンデンサを充放電する電流 ・定電流 ・可変電流 特許用１１人　ソニー株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 第１、第２のトタンジスタ間でそれぞれのコレクタとベ
   ースとを互いに接続するとともにエミッタどうしをコン
   デンサを介して接続し、上記第１、第２のトランジスタ
   の各エミッタを電流源に接続してなり、上記コンデンサ
   を上記電流源により充放電することにより出力信号を形
   成する発振回路において、 上記電流源が、上記コンデンサを定電流で充放電する固
   定電流源と、上記固定電流源と並列に接続され制御電圧
   に応じて上記コンデンサの充放電電流を可変する可変電
   流源とからなることを特徴とする発振回路。